第三章 水溶液中的离子反应与平衡 测试题(含解析) 2023-2024高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡测试题
一、选择题
1.下列属于强电解质的是
A.饱和食盐水 B.冰醋酸 C. D.硫酸钡
2.下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是
选项 实验操作及现象 结论
A 向固体中加入盐酸,有黄绿色气体生成 HCl既体现还原性又体现酸性
B 向溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色。再加固体,无明显现象。 与KSCN的反应具有不可逆性
C 向溶液中通入气体有黑色沉淀生成 结合的能力:
D 相同条件下Na分别与水和无水乙醇反应,前者产生气体的速率更快 结合的能力:
A.A B.B C.C D.D
3.常温下,下列各项中c (H+) 最小的是
A.pH=0的H2SO4溶液 B.0.04 mol·L-1 H2SO4
C.0.5 mol·L-1 HCl D.0.05 mol·L-1 HNO3
4.下列说法错误的是
A.在任何条件下,纯水都呈中性
B.FeS、Mg(OH)2属于难溶电解质
C.催化剂能改变反应所需的活化能
D.在25℃时,由CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.31kJ mol-1,可知CH4的燃烧热为-802.31kJ mol-1
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=12的溶液中:、、、
B.的溶液中:、、、
C.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:、、、
D.水电离的的溶液中:、、、
6.工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有等杂质)制备晶体的工艺流程如图:
已知:难溶于冷水,易溶于热水;;,。
下列说法正确的是
A.“滤渣1”的主要成分是
B.实验室中进行“操作1”用到的玻璃仪器为烧杯、漏斗
C.“沉降”时加入冰水使平衡向右移动
D.“沉淀转化”过程中反应达到平衡时,若溶液中,则
7.下列说法正确的是
A.向醋酸中加水,导电性一定减弱
B.压缩和的混合气体,颜色变深可以用勒夏特列原理来解释
C.进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视滴定管内溶液液面的变化
D. ,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
8.下列电离方程式正确的是
A.H2S2H++S2- B.NH3·H2ONH+OH-
C.HCO+H2OH2CO3+OH- D.NaHCO3=Na++H++CO
9.下列盐溶液中呈酸性的是
A.NaCl B.CH3COONa C.FeCl3 D.NaHCO3
10.在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的H+浓度为1.0×10-13 mol·L-1,下列有关该溶液的叙述,正确的是
A.该溶液可能呈酸性
B.该溶液一定呈碱性
C.该溶液的c(H+)一定是1.0×10-1 mol·L-1
D.该溶液的c(OH-)不可能为1.0×10-13 mol·L-1
11.下列说法错误的是
A.蒸发氯化亚铁溶液要得到氯化铁固体,必须在HCl的气流中蒸干
B.水电离的H+浓度c(H+)=10-12 mol/L的溶液中:Cl-、CO、NH、S2O可大量共存
C.KH2PO4溶液呈酸性
D.对于同类型的难溶电解质,Ksp越大,其溶解度就越大
12.醋酸溶液中存在电离平衡 CH3COOHCH3COO- + H+,下列叙述不正确的是
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka增大
B.0.10 mol/L的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(OH-)增大
C.CH3COOH溶液加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.室温下,欲使0.1 mol/L醋酸溶液的pH、电离度α都减小,可加入少量水
二、非选择题
13.亚硝酸(HNO2)为一元弱酸。 已知:25°C时,四种物质的电离平衡常数(K)如下表。
酸 HNO2 NH3·H2O H2CO3 H2SO3
K 5.1×10-4 1.8 ×10-5 Ka1=4.2 ×10-7 Ka2=5.61 ×10-11 Ka1=1.3 ×10-2 Ka2=6.3 ×10-8
(1)下列不能说明HNO2是弱电解质的是_______(填字母)。
A.常温下0.1 mol·L-1 NaNO2溶液的pH>7
B.用一定浓度HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
C.0.1 mol·L-1HNO2溶液与等体积0.1mol·L-1 NaOH溶液恰好反应
D.常温下,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2.3
(2)25°C时,将10 mL pH=3的亚硝酸溶液与10 mLpH=11氨水混合,所得溶液呈_______ (填 “酸性”“碱性”或“中性”),该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______。
(3)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为_______。
14.Ⅰ、现有①溶液、②溶液、
③溶液、④和混合液、
⑤溶液。请根据要求回答下列问题:
(1)溶液①呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性,原因是___________(用离子方程式表示)。
(2)在溶液④中和___________的浓度之和为。
(3)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明的水解程度___________(填“>”“<”或“=”,下同)的水解程度,该溶液中离子浓度的大小关系是___________。
Ⅱ、
(4)常温下,某溶液M中存在的离子有,存在的分子有。
①写出酸的电离方程式:___________。
②若溶液M由溶液与溶液等体积混合而得,则溶液M的pH___________(填“>”“<”或“=”)7.
15.下列反应的离子方程式不正确的是_______。
A.(2019·天津高考)向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
B.(2019年6月·浙江学考真题)一水合氨在水中的电离方程式:NH3·H2O=NH+OH-
C. (2018·浙江6月学考真题)碳酸钠水解的离子方程式:CO+2H2O=H2CO3+2OH-
D.(2016·天津高考)室温下,测的氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨的是弱碱:NH+2H2O=NH3·H2O+H3O+
E.NaHS水溶液显碱性:HS-+H2OS2-+H3O+
F.Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2HCO+2OH-=MgCO3↓+CO+2H2O
G.侯氏制碱法中NaHCO3的制备:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH
16.(1)常温下pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍,此时溶液的pH=_______。
(2)常温下0.1 mol L-1溶液(的电离度为α= 1%,(),计算溶液的pH=_______。
(3)已知液氨的性质与水相似。T℃时,,的平衡浓度为1×10-15 mol L-1,在此温度下液氨的离子积为_______。
(4)反应,该反应的平衡常数K=_______。[已知,]
17.对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以H3AsO3形式存在)含量极高,为控制砷的排放,某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题:
(1)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4 mol·L-1,则c(AsO43-)不超过 ____mol·L-1。
(2)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷 (弱酸H3AsO4),此时MnO2被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为_________________。
(3)砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25 ℃)为Ka1=5.6×10-3,Ka2=1.7×10-7,Ka3=4.0×10-12,第三步电离的平衡常数表达式为Ka3=_________,Na3AsO4第一步水解的离子方程式为AsO43-+H2OHAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数(25 ℃)为____。
18.已知在25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20
(1)在25℃时,向0.02mol/L的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如果生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小为______mol/L;
(2)在25℃时,向浓度均为0.02mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成______沉淀(填化学式);生成该沉淀的离子方程式为_______;当两种沉淀共存时,c(Mg2+)/c(Cu2+)=________。
19.实验室中有6瓶失去标签的白色固体:纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。除蒸馏水、试管和胶头滴管外,无其他任何试剂和仪器。某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。请填写下列空白:
(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此试管中的现象是________________________,
据此现象鉴别出的一种物质是__________。
(2)分别将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。观察到C没有出现任何现象;D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀;B和E混合时既有白色沉淀产生,又有无色气体放出。据此可推断出:
①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。
②B、E两者中有一种可与A反应,它与足量A反应的离子方程式为__________________。
③在两两混合时,能最终确定B、E成分的实验现象及结论是_____________________。
(3)上述物质溶于水抑制水的电离,且溶液显酸性的物质的化学式为________,其溶液显酸性的原因是___________________。
20.如图所示是某些无机物的转化关系(部分反应物和生成物未列出)。已知F是一种红褐色沉淀;M、K是常见的金属单质;B是一种有刺激性气味的气体;向C溶液中加入BaCl2溶液,生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。
(1)已知盐X不带结晶水,则X的化学式为_________。
(2)若不考虑损失,G、D和H2O可恰好完全反应生成I,反应时G和D的物质的量之比为__________。
(3)足量K与I的稀溶液反应的离子方程式为____________________。
(4)J与NaOH溶液恰好完全反应可生成一种盐。将该盐的水溶液蒸干灼烧可得到_________(填化学式)。
(5)在0.02 mol·L-1的X溶液中,各种离子的浓度由大到小的顺序为_______________。
21.高纯硅被誉为“信息革命的催化剂”。某小组模拟工业上用与在1357K的条件下制备高纯硅,实验装置如图所示(部分加热及夹持装置略去)。
已知:
①的沸点为33.0℃,密度为1.34;易溶于有机溶剂;能与水剧烈反应;在空气中易被氧化;
②;
③银氨溶液中存在:。
实验操作步骤有:
①打开,向安全漏斗中加入足量乙醇,装置A中反应一段时间。
②加热装置C,打开,滴加VmL;
③加热装置D至1357K;
④关闭;
⑤关闭;
回答下列问题:
(1)相比长颈漏斗,安全漏斗使用时的优点是__________。
(2)装置B中试剂宜选择________(填字母,单选)。
a.碱石灰 b.无水氯化钙 c.五氧化二磷 d.硅胶
(3)加热装置C之前,先进行装置A中的反应,这样操作的目的____________。
(4)装置D中发生反应的化学方程式为___________。
(5)E中的作用是防倒吸和_______,用化学平衡原理解释银氨溶液中有白色沉淀生成:____________。
(6)本实验制得高纯硅a g,则的利用率为__________(只列计算式)。
22.铅和锰是工业生产中的重要金属,利用软锰矿(主要成分)和方铅矿(主要成分PbS,含少量)协同浸出制取铅、锰氧化物是重要的化工方法。
已知:
(1)在搅拌条件下将方铅矿、软锰矿和盐酸混合溶液进行混合,反应生成和S。写出该过程中主要发生的化学方程式___________。
(2)研究表明加入氯化钠对体系中Pb、Mn、Fe元素的浸出率有影响,结果如图所示。随着氯化钠浓度的增大,铁元素的浸出率下降的原因是___________。
(3)在浸出结束后加入NaOH溶液调节pH除铁。已知:,。若、起始浓度分别为1mol/L和0.8mol/L,加入等体积NaOH溶液后pH为3.0,则此时___________。
(4)氯化铅配合物与硫酸溶液反应生成。利用与溶液进一步反应制取。将所得固体样品进行X—射线衍射分析,结果如图所示。固体样品中出现杂质的原因是___________。
(5)利用除去、后的溶液制备。在弱碱性氨水溶液中,采用充氧氧化制备得到,写出该离子反应方程式___________。
(6)加热烘干过程中常常混有杂质,现对样品中的含量进行测定。取样品22.19g加入足量浓盐酸并加热,得到标准状况下2.24L氯气。(和在加热时均能和浓盐酸反应生成)计算样品中的质量分数为___________。(写出计算过程)
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.饱和食盐水是混合物,混合物既不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B.冰醋酸在溶液中部分电离,属于弱电解质,故B错误;
C.一水合氨在溶液中部分电离,属于弱电解质,故C错误;
D.溶于水的硫酸钡在溶液中完全电离,硫酸钡属于强电解质,故D正确;
故选D。
2.B
解析:A.有黄绿色气体生成可知该气体为氯气,与HCl发生反应生成氯气和,盐酸表现还原性和酸性,故A正确;
B.溶液中加入KSCN溶液,发生反应:,由离子反应可知钾离子和硫酸根没有参与反应,因此加硫酸钾固体不能引起平衡移动,不能证明反应的可逆性,故B错误;
C.向溶液中通入气体有黑色沉淀生成,可发生反应:,由反应可知结合的能力:,故C正确;
D.相同条件下Na分别与水和无水乙醇反应,前者产生气体的速率更快,可知水中氢离子浓度大于乙醇,可知水的电离程度大于乙醇,的结合氢离子能力大于,故D正确;
故选:B。
3.D
解析:pH=0的硫酸溶液中氢离子浓度为1mol/L、0.04mol/L硫酸溶液中氢离子浓度为0.04mol/L×2=0.08mol/L、0.5mol/L盐酸溶液中氢离子浓度为0.5mol/L、0.05mol/L硝酸溶液中氢离子浓度为0.05mol/L,则0.05mol/L硝酸溶液中氢离子浓度最小,故选D。
4.D
解析:A.在任何条件下,纯水中,c(OH-)=c(H+),纯水一定显中性,故A不符合题意;
B.由溶解度可知FeS、Mg(OH)2属于难溶物质,但在熔融状态下都能导电属于电解质,FeS、Mg(OH)2属于难溶电解质,故B不符合题意;
C.催化剂能降低反应的活化能,提高单位体积活化分子百分数,增加有效碰撞的几率,加快化学反应速率,故C不符合题意;
D.燃烧热指的是在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物释放的总能量,在25℃时,由CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.31kJ mol-1可知生成物为气态水,不是稳定状态,CH4的燃烧热不是802.31kJ mol-1,故D符合题意;
答案选D。
5.A
解析:A.pH=12的溶液显碱性,碱性条件下,该组离子均能共存,A正确;
B.的溶液呈酸性,酸性溶液中碳酸根离子不能大量共存,B错误;
C.滴加KSCN溶液显红色的溶液中,含有铁离子,铁离子具有氧化性,和碘离子不能共存,C错误;
D.水电离的c(OH )1×10 13mol·L 1的溶液,可能为酸性,也可能为碱性,若为酸性,醋酸根离子不能大量共存,若为碱性,铜离子不能大量共存,D错误;
故答案选A。
6.D
【分析】方铅矿(主要成分为PbS,含有等杂质)和中加入稀盐酸,稀盐酸与、PbS、发生反应生成、和S,被还原成,加入的NaCl可促进反应平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中;加入MnO调节溶液pH,使转化成氢氧化铁沉淀除去,然后过滤得到(滤渣2);难溶于冷水,将滤液冷水沉降,过滤得到晶体;加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,“滤液3”中主要成分为HCl;
解析:A.“浸取”时稀盐酸与、PbS、发生反应生成和S,被还原成,加入的NaCl可促进反应平衡正向移动,使更多的Pb元素存在于溶液中,故“滤渣1”的主要成分是过量的和生成的S,选项A错误;
B.“操作1”为过滤,实验室中进行过滤需要用到烧杯、漏斗和玻璃棒,选项B错误;
C. ,反应吸热,加入冰水使温度降低,平衡向左移动,选项C错误;
D.“沉淀转化”过程中反应达到平衡时,溶液中,,
,选项D正确;
答案选D。
7.D
解析:A.向冰醋酸中加水,促进醋酸电离,开始时,醋酸电离程度大于溶液体积增大程度,溶液中c(CH3COO-)和c(H+)增大,溶液导电性增强,A错误;
B.压缩和的混合气体,颜色变深是因为体积缩小,NO2的浓度增大,不是因为平衡移动导致的,即不能用勒夏特列原理来解释,B错误;
C.进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,C错误;
D.该反应中,生成物有气体,体系混乱度增大,则,反应能自发进行,D正确;
故选D。
8.B
解析:A.H2S为二元弱酸,电离应分步电离,故A项错误;
B.一水合氨为一元弱碱,可逆电离,B项正确;
C.该方程式为HCO的水解方程式,溶液显碱性,不是电离方程式,故C项错误;
D.碳酸为弱酸,碳酸氢钠电离过程中碳酸氢根不拆,故D项错误;
答案选B。
9.C
解析:A. NaCl是强酸强碱盐,水溶液显中性,A错误;
B. CH3COONa是强碱弱酸盐,在溶液中CH3COO-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,B错误;
C.FeC13是强酸弱碱盐,在溶液中Fe3+发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,当最终达到平衡时,溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,C正确;
D.NaHCO3是强碱弱酸盐,在溶液中碳酸氢根离子既存在电离产生氢离子,使溶液中c(H+)增大,也存在水解平衡平衡,会消耗水电离产生的H+,使溶液中c(OH-)增大。由于水解大于电离,因此溶液显碱性,D错误;
答案选C。
10.A
解析:A.由水电离产生的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,则由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1。所以该溶液中水的电离受到抑制,可能为酸溶液、强酸的酸式盐,显酸性,也可能为碱溶液,显碱性,A正确;
B.由A可知该溶液可能显酸性,也可能显碱性,B错误;
C.显酸性时c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1,显碱性时c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,C错误;
D.显酸性时c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1,D错误;
答案选A。
11.B
解析:A.,加热过程中,HCl挥发,故需要在HCl气流中蒸发,抑制氯化铁水解,A正确;
B.当水电离的H+浓度为10-12mol/l时,溶液可以是酸性也可以是碱性,故在酸性条件下不共存,在碱性条件下不共存,B错误;
C.电离程度大于水解程度,故KH2PO4溶液呈酸性,C正确;
D.对于同类型的难溶电解质,Ksp越大,其溶解度就越大,D正确;
故答案为:B。
12.D
解析:A.电离是吸热过程,所以升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka值增大,故A正确;
B.当温度不变时,水的离子积是个常数值,0.10mol/L的CH3COOH溶液中加水稀释时,c(H+)减小,所以溶液中c(OH-)增大,故B正确;
C.CH3COOH溶液中存在平衡:CH3COOH H++CH3COO-,加少量的CH3COONa固体,c (CH3COO-)增大,平衡逆向移动,故C正确;
D.室温下,向0.1mol/L醋酸溶液中加入少量水时,溶液的pH、电离度α都增大,故D错误。
故选D。
二、非选择题
13.(1)BC
(2) 碱性 c(NH)> c(NO)>c (OH-)><(H+)
(3)H2SO3+HCO =HSO +CO2↑+H2O
解析:(1)A. 已知HNO2 是一元弱酸,NaNO2 是强碱弱酸盐,在溶液中发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,所以可根据0.1 mol·L-1 NaNO2溶液的pH>7判断出HNO2是弱电解质,A不符合题意;
B.电解质溶液导电能力强弱与电解质强弱无关,只与溶液中自由移动的离子浓度大小及离子带有的电荷数目有关,因此不能根据用一定浓度HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗判断出HNO2是弱电解质,B符合题意;
C.0.1 mol·L-1HNO2溶液与等体积0.1mol·L-1 NaOH溶液恰好反应,只能证明HNO2是一元酸,而不能判断出其是强酸还是弱酸,C 符合题意;
D.常温下,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2.3, c(H+)= 10-2.3 mol/L故答案为BC。
(2)25°C时,根据表格电离常数可知K(NH3·H2O)c(HNO2),当将10 mL pH=3的亚硝酸溶液与10 mL pH=11氨水混合,NH3·H2O过量,溶液显碱性;反应后溶质为和NH3·H2O,且溶液显碱性c(H+) c(NO)>c (OH-)><(H+);
(3)Ka1(H2SO3)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2SO3)>Ka2(H2CO3),H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO =HSO +CO2↑+H2O;
14.(1) 酸 Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
(2)
(3) = =>c(OH-)=c(H+)。
(4) H2AH++HA-,HA-H++A2- >
解析:(1)CuCl2是强酸弱碱盐,在溶液中Cu2+发生水解:,所以溶液显酸性。故答案为:酸;。
(2)0.1mol L 1NH3 H2O和0.1mol L 1NH4Cl混合液中,根据氮元素守恒可知,NH3·H2O 和的浓度之和0.2 mol·L-1。故答案为:。
(3)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO 的水解程度和的水解程度相同,溶液中存在电荷守恒,,pH=7,则,所以,离子浓度的大小关系是:,故答案为:=;。
(4)①由题意可知H2A为弱酸,多元弱酸分步电,电离方程式为:,;②等浓度的NaHA溶液和NaOH溶液等体积混合生成Na2A,为强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,pH>7,故答案为:,;>。
15.ABCDEF
解析:A.制氢氧化铁胶体条件是加热,在化学式后注明胶体,得不到沉淀,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,A错误;
B.一水合氨为弱电解质,电离时用“”连接反应物分子和生成物离子,B错误;
C.碳酸钠水解是可逆反应,应该用可逆符号,而且要分步书写,不能一步到位,C错误;
D.NH水解反应的离子方程式应用可逆符号,D错误;
E.NaHS水溶液显碱性:HS-+H2OH2S+OH-,E错误;
F.因为Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度小,所以Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液,反应生成碳酸钠、氢氧化镁沉淀和水,正确的离子方程式为:Mg2++2HCO+4OH-Mg(OH)2↓+2CO+2H2O,F错误;
G.侯氏制碱法中发生反应:NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度小,能够从溶液中析出,故书写离子方程式时NaHCO3写化学式,G正确。
故答案为ABCDEF。
16.11 1×10-30 2.5×1011
解析:(1)常温下pH=2的盐酸, mol L-1,加水稀释到1 000倍, mol L-1,此时溶液的pH=5;
(2)常温下0.1 mol L-1溶液, mol L-1,mol L-1,溶液的pH=11;
(3) T℃时,,的平衡浓度为1×10-15 mol L-1,在此温度下液氨的离子积为;
(4)反应,平衡常数K=2.5×1011。
17.7×10-17 2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O 2.5×10-3
【分析】本题主要考查难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。
(1)依据溶度积常数计算得到AsO43-的浓度;
(2)根据反应物和生成物关系并结合元素化合价的变化配平方程式;
(3)H3AsO4的第三步电离式为HAsO42-H++AsO43-,依此写出电离的平衡常数的表达式;依据水解常数与电离常数及Kw的关系计算。
解析:(1)依据Ksp(FeAsO4)=c(Fe3+)·c(AsO43-)=5.7×10 21;Fe3+的浓度为1.0×10 4mol L 1,则c(AsO43-)=Ksp(FeAsO4)/c(Fe3+)=5.7×10 17mol/L;
(2)三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),则该反应的离子方程式为:2H++MnO2+H3AsO3===H3AsO4+Mn2++H2O;
(3)H3AsO4的第三步电离式为HAsO42-H++ AsO43-,所以第三步电离的平衡常数的表达式为;Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2OHAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数。
18. 4×10-5 Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2 1.6×109
解析:分析:c(Mg2+) ×c2(OH-)> Ksp[Mg(OH)2]时才能生成Mg(OH)2沉淀;(2)先生成溶度积小的沉淀;
c(Mg2+) ×c2(OH-)> Ksp[Mg(OH)2],0.02mol/L×c2(OH-)>3.2×10-11,c2(OH-)>1.6×10-9,c(OH-)>4×10-5;(2)在25℃时,向浓度均为0.02mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],所以先生成Cu(OH)2沉淀;生成该沉淀的离子方程式为Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2 ;当两种沉淀共存时,c(Mg2+)/c(Cu2+)= c(Mg2+) c2(OH-)/c(Cu2+) c2(OH-)= Ksp[Mg(OH)2]/ Ksp[Cu(OH)2]= 1.6×109。
19. 白色固体不溶于水 Mg(OH)2 NaHSO4、KCl、BaCl2 +2H+===H2O+CO2↑ B、E两溶液,与A溶液混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝 NaHSO4 NaHSO4===Na++H++,所产生的H+抑制水的电离
【分析】(1)只有氢氧化镁不溶于水;
(2)剩余5种物质中,KCl与其它4种物质均不反应,氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白色沉淀,纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体;
(3)只有硫酸氢钠电离显酸性,抑制水的电离。
解析:(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此支试管中的现象是物质难溶于水,据此现象鉴别出的一种物质是Mg(OH)2,
因此,本题正确答案是: 白色固体不溶于水;Mg(OH)2;
(2)将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。观察到C没有出现任何现象,可以知道C为KCl;D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀,可以知道D为BaCl2;B和E混合时既有白色沉淀产生,又有无色气体放出,B、E为纯碱、硫酸铝中的一种,则A为NaHSO4。
①A、C、D三种物质的化学式依次是NaHSO4、KCl、BaCl2,
因此,本题正确答案是:NaHSO4、KCl、BaCl2;
②B、E两者中有一种可与A反应,纯碱与氢离子反应,则它与足量A反应的离子方程式为+2H+===H2O+CO2↑,
因此,本题正确答案是:+2H+===H2O+CO2↑;
③确定B、E成分的实验现象及结论是与A混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝,
因此,本题正确答案是:B、E两溶液,与A溶液混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝;
(3)溶于水抑制水的电离的物质的化学式为NaHSO4,其溶液显酸性的原因是NaHSO4===Na++H++,所产生的H+抑制水的电离,
因此,本题正确答案是:NaHSO4;NaHSO4===Na++H++,所产生的H+抑制水的电离。
20. (NH4)2Fe(SO4)2 4:3 3Fe+8H++2NO=3Fe2+ +2NO↑+4H2O NaAlO2 c(SO)>((NH)>c(Fe2+)>((H+)>(OH-)
解析:试题分析:F是红褐色沉淀,推出F为Fe(OH)3,则A为Fe(OH)2,说明X中含有Fe2+,C溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明C中含有SO,X中含有SO,Fe(OH)3受热分解成Fe2O3,因为M是金属,则此反应是铝热反应,K为Fe,J为Al2O3,X和NaOH溶液产生刺激性气体,此气体为NH3,说明X溶液中含有NH,C为Na2SO4,电解Na2SO4溶液,实际上电解H2O得到H2和O2,则D为O2,E为H2,G为NO,I为HNO3,(1)根据上述推断,根据化合价的代数和为0,X为(NH4)2Fe(SO4)2;(2)发生的反应是4NO+3O2+2H2O=4HNO3,因此两者的比值为4:3;(3)铁是过量的,因此离子反应方程式为:3Fe+8H++2NO=3Fe2+ +2NO↑+4H2O;(4)氧化铝表现两性,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,蒸干后得到固体是NaAlO2;(5)X的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2,NH、Fe2+要水解,但Fe2+水解程度大于NH4+,溶液显酸性,因此离子浓度大小顺序是c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)。
21.(1)漏斗下端不需插入液体中即可液封
(2)b
(3)排尽装置中的空气
(4)
(5) 吸收 HCl与反应,使平衡正向移动,溶液中、均增大,导致
(6)
【分析】由实验装置图可知,装置A中钠与乙醇反应制备氢气,装置B中无水氯化钙用于吸收挥发出的乙醇蒸汽,装置C通过水浴加热得到三氯硅烷蒸气,装置D中氢气和三氯硅烷在高温条件下反应生成硅和氯化氢,装置E中四氯化碳用于吸收挥发出的三氯硅烷,隔绝氯化氢与银氨溶液的直接接触,起防倒吸的作用,银氨溶液用于吸收氯化氢气体,防止污染环境,未反应的氢气用点燃或气球储存的方法处理;由三氯硅烷在空气中易被氧化可知,实验时应先制备氢气,用氢气排尽装置内空气;
解析:(1)安全漏斗中“安全”主要是防气体从漏斗中逸出,漏斗颈部残留液体能起到液封作用,使用时的优点是安全漏斗下端可以不插入液体中,而长颈漏斗下端必须插入液面下;
(2)依题意,乙醇蒸气被无水氯化钙吸收,除去氢气中的乙醇蒸气,答案选b;
(3)根据提示信息,实验应先通过A制得的H2排尽装置内的空气再加热C,否则三氯硅烷会被空气中氧气氧化;
(4)和H2反应在下生成Si和HCl,则化学方程式为:SiHCl3+H2Si+3HCl;
(5)根据上述分析,装置E功能有:防倒吸、吸收;根据平衡移动原理,,消耗,使反应的平衡向正反应方向移动,银离子浓度增大,导致离子积大于氯化银的溶度积,生成白色沉淀氯化银;
(6),原料中含硅质量:,故利用率:。
22.(1)
(2)随着氯化钠浓度的增大,有利于PbS的浸出,消耗了大量的,减少了的氧化
(3)
(4)碳酸钠水解呈碱性,所以碳酸铅中混有碱式碳酸盐
(5)
(6)7.12%
解析:(1)将方铅矿、软锰矿和盐酸混合溶液混合,MnO2将PbS中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据得失电子守恒和元素守恒可得化学方程式为,故答案为:。
(2)由图象可以看出,随着氯化钠浓度的增大,Pb、Mn的浸出率上升,铁元素的浸出率下降,原因是:随着氯化钠浓度的增大,有利于PbS的浸出,消耗了大量的,减少了的氧化,导致铁元素的浸出率下降,故答案为:随着氯化钠浓度的增大,有利于PbS的浸出,消耗了大量的,减少了的氧化。
(3)、起始浓度分别为1mol/L和0.8mol/L,根据,Mn2+开始沉淀时需要=210-7mol/L,由题意可知,加入等体积NaOH溶液后pH为3.0时,c(OH-)=110-11mol/L<210-7mol/L,说明没有沉淀,此时=0.5mol/L;再根据,加入等体积NaOH溶液后pH为3.0时,c(OH-)=110-11mol/L,=110-6mol/L,则此时=,故答案为:。
(4)用与溶液制取,由图可知生成的含有的杂质为,则固体样品中出现杂质的原因是碳酸钠水解呈碱性,所以碳酸铅中混有碱式碳酸盐,故答案为:碳酸钠水解呈碱性,所以碳酸铅中混有碱式碳酸盐。
(5)除去、后的溶液中含有Mn2+,在弱碱性氨水溶液中,Mn2+被O2氧化得到,锰元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒可得该离子反应方程式为,故答案为:。
(6)标准状况下2.24L的物质的量是0.1mol;盐酸中氯元素化合价由-1价升高到0价,则生成0.1mol转移电子为0.2mol;设样品中含、的物质的量分别为x、y,则有:①229x+158y=22.19,再根据得失电子守恒有:②2x+2y=0.2,联立①②组成方程组,解得x=0.09mol,y=0.01mol,则样品中的质量分数为100%=7.12%

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